用于驱动和控制船的驱动装置和船的制作方法

1.本发明涉及一种用于驱动和控制船的驱动装置以及一种具有这种驱动装置的船。


背景技术：

2.在船中的空间利用的优化由于船中本来受限制的空间而是至关重要的。与此相关联地，例如尝试减小组件的尺寸，以便由此实现在船中的更多空间。也尝试将组件设置在船身之外，以便由此实现在船中的更多空间。
3.de 102008042702例如描述一种设置在船身中的驱动马达以及至少一个变速器壳体和至少一个固定在其上的控制壳体，所述控制壳体具有在从动轴上的至少一个螺旋桨。变速器壳体和控制壳体设置在船身之外。螺旋桨为了提供船的可控制性是可枢转的。


技术实现要素：

4.基于已知的现有技术，可视为本发明的目的是，提供驱动装置，其可实现在集成用于船的驱动装置时的最优的空间利用。
5.所述目的通过根据本发明的用于驱动和控制船的驱动装置和船实现。有利的改进方案由附图以及本说明书中得出。
6.相应地，提出一种用于驱动和控制船的驱动装置，所述驱动装置包括：具有轴的电驱动马达；和用于容纳轴的容纳元件，所述容纳元件可容纳在船的船身中和船身上。根据本发明，轴可枢转或可旋转地支承在容纳元件的设置在船身之外的位置中。
7.由此能实现节省结构位置的驱动解决方案。驱动马达可以相应地设置在船的船身之外。保持驱动马达的轴在此也设置在容纳元件中，使得所述轴在船身之外支承。
8.通过将轴的容纳部移到船身之外可以实现，在船身中用于安装和容纳容纳元件所需的结构空间可以减小。
9.将可枢转地支承轴理解为，轴围绕其轴线或围绕穿过轴延伸的旋转轴线可以枢转直至360
°
。将可旋转地支承轴理解为，轴围绕其轴线或围绕穿过轴延伸的旋转轴线可以旋转大于360
°
。轴的可枢转性或可旋转性造成，由于电驱动马达的和与其连接的螺旋桨的相应的旋转或枢转取向可以改变由驱动装置施加的推力的方向，使得，除了将船仅向前推以外也可实现控制。电驱动马达能够以这种方式也沿如下定向装入，在该定向上所述电驱动马达特别适合于氢化，例如枢转180
°
。
10.容纳元件在此优选延伸穿过船身的形成船身的壁部。换言之，容纳元件的第一部段设置在船身之内而第二部段设置在船身之外。轴的支承然而仅在容纳元件的位于船身之外的第二部段中进行。由此得出，容纳元件的第一部段相应地仅须具有小的高度进而仅具有在船身之内的小的结构高度，使得借助于容纳设备可以相对于已知的解决方案减小由驱动装置消耗的结构空间。
11.容纳元件本身优选可以构成为，使得容纳元件的要容纳在船身内部的第一部段和要设置在船身之外的第二部段已经在结构上彼此隔开，例如通过提供用于将容纳元件固定
在船身上的固定机构。这些固定机构例如能够以容纳元件的要安置在船身上的法兰的形式设置，所述法兰随后相应地沿容纳元件的纵向方向设置在第一部段和第二部段之间。
12.由此容纳元件也可以提供穿过船身的贯穿部，用于使电接线穿引至容纳在船身中的电池，用于为电驱动马达供应电能。同时，容纳元件然而也可以提供在贯穿部中的船的内腔的完全的密封机构并且同时提供用于驱动马达的轴的朝向水侧露出的容纳部。
13.在一个替选的实施方式中，容纳元件可以设置在船身上，使得所述容纳元件位于船身之外，即容纳元件总体上设置在船身之外。在此，容纳元件经由固定机构可固定在船的下侧上，其中同样设有穿过船身的贯穿部用于使电接线穿引至容纳在船身中的电池，用于为电驱动马达供应电能。
14.由此得出，不需要用于容纳元件的结构空间进而可以相对于已知的解决方案进一步减小结构空间。
15.根据一个实施方式，轴基本上在其整个长度上容纳在容纳元件中，其中轴的支承仍在船身之外进行，以便保持小的船身中要消耗的结构空间。以这种方式可以保持小的支承力，因为支承面在轴的整个长度上延伸。由此进行轴在容纳元件中的连续的或均匀的支承。
16.通过将轴支承在容纳元件中，也实现轴围绕其轴线的可枢转性或可旋转性，由此随后也实现电马达的可枢转性或可旋转性，以便以这种方式将由电马达驱动的螺旋桨的推力定向，使得可以相应地控制船。
17.在一个替选的实施方式中，设有至少两个轴承，所述两个轴承优选在两个相距尽可能远的位置处设置在轴和容纳元件之间，以便同样由于彼此远离的支承点保持小的支承力。
18.然而也可以设有多于两个轴承，以便进一步减小作用到各个轴承上的支承力。所有轴承仍然优选设置在船身之外。替选地，轴承也可以设置在船舱之内。
19.同样，密封装置可以沿着轴延伸并且提供基本上连续的密封装置，所述密封装置例如也能够以迷宫式密封装置形式提供。密封机构提供防止水渗入的安全性，即使轴在容纳元件中进行枢转也如此。
20.然而也可以提供沿着轴的一个或多个密封装置，所述密封装置分别保证密封性并且相应地在设置时(多次)冗余地构成多个密封装置。
21.作为安全措施可以设有一个或多个源密封装置，所述源密封装置在与水接触时膨胀进而保证了可靠的密封机构。
22.根据一个实施方式，容纳元件管状地，尤其以所谓的汉那加管(hennegattrohr)形式设置。由于管状的容纳元件，尤其是汉那加管在船身之外的延伸实现了，保持在船中的小的结构空间和结构高度并且仍然可以提供轴的低扭的容纳，因为驱动马达装置的轴在较大的延伸长度上容纳和支撑在汉那加管中。
23.容纳元件在此可以向上露出地设置在船中。例如，容纳元件可以在船的驾驶舱地板中终止并且在那露出地或被覆盖地设置。从容纳元件中向上逸出的喷水可以相应地类似于其他进入驾驶舱中的水被排净，例如高于驾驶舱的露出的水位。容纳元件的在安装状态中的上端部，例如呈汉那加管形式，在此在一个优选的构成方案中设置在吃水线之上。在所述结构形状中也可以完全地弃用密封机构。
24.容纳元件然而也可以向上完全封闭，使得可以防止水穿透。相应地，上端部也可以设置在吃水线之下，而不由此产生安全性方面的顾虑。
25.特别优选地，构成为容纳元件的管在其在安装状态中位于上方的端部处气密密封地封闭，例如由盖封闭。由此能够以这种方式避免水进入船的船身中，同时然而实现驱动马达的轴的安全的且稳定的支承。在盖中例如可以设有呈用于密封的插头形式的电引线，在所述插头处随后可以连接呈电池形式的能量源，用于对驱动马达供电。
26.根据一个实施方式，轴在容纳元件中由至少一个轴承支承，所述轴承优选是滚动轴承或滑动轴承或轴套，特别优选是球轴承，并且轴承设置在容纳元件的设置在船身之外的位置中。
27.根据一个实施方式，轴由一个以上轴承支承在容纳元件中并且所有轴承设置在容纳元件的设置在船身之外的位置中。由此可以实现进一步节省在船的船身之内的结构空间，其中同时通过结合轴承彼此间的预设的间距而相应地确定容纳元件的尺寸，可以实现特别稳定的且抗扭的设计。
28.根据一个实施方式，在容纳元件中设置有至少一个密封元件，以便提供在轴和容纳元件之间的密封机构。借助于密封元件可以减小或避免水进入位于容纳元件和轴之间的空间中，以便以这种方式提供密封机构。由此例如可以保护轴承以防止水进入从而尽可能减少产生的腐蚀。
29.为了确保轴和容纳元件之间的沿船身方向的死区的密封，也可以设置膨胀密封装置，该膨胀密封装置仅在水进入该区域时才膨胀并且提供相应的密封。
30.容纳元件可以相对于船身气密地封闭。例如，容纳元件在此能够以沿船身方向封闭的柱体的形式，例如以向上封闭的管的形式构成。由此，经由在容纳元件和轴之间构成的间隙使得水不可能进入船的船身。
31.优选地，使电驱动马达的电接线从船身内侧穿引至电驱动马达的引线被气密地密封。例如，密封地用容纳元件封闭的并且指向船身内侧的插头可以设置在容纳元件上，在所述容纳元件上随后可以连接电池。这也可以是防水的穿引线缆。
32.驱动装置优选构成为并且尺寸确定为，使得其可以完全地设置在船的结构吃水线之下。
33.根据一个实施方式，作用到轴上的伺服马达设计用于使电驱动马达围绕由轴构成的旋转轴线旋转。伺服马达优选支撑在容纳元件上，使得可以提供独立的驱动装置，所述驱动装置可实现电控制由驱动装置施加到船上的推力的方向。
34.替选地，枢转运动也可以经由转向杆(所谓的象限仪)传递到单元的可移动的部分，即轴上。伺服马达以及转向杆可以设置在船身之内或之外。推力的方向和强度可以相应地以电的形式从控制架传递至驱动装置上。
35.根据一个实施方式，固定元件设计用于将容纳元件固定在船身上。固定元件例如能够以法兰形式提供。
36.根据另一方面，提出具有上文提出的驱动装置和具有用于为电驱动马达供应能量的能量源的船。在一个实例中，能量源是电池。示例地，电池将电驱动马达经由电导线连接。电导线在此可以穿过在容纳元件和轴中的设置用于导线的空间引导。
37.根据一个实施方式，能量源附加地为电的伺服马达供应能量。伺服马达在此作用
到设置在容纳元件中的轴上，以便使电驱动马达围绕由轴构成的旋转轴线旋转。
附图说明
38.本发明的其他优选的实施方式通过附图的下述描述详细阐述。在此示出：
39.图1示出根据一个实施方式的驱动装置及其在船上的设置方式的示意视图；以及
40.图2示出根据一个实施方式的驱动装置及其在船上的设置方式的细节局部。
具体实施方式
41.下面根据附图描述优选的实施例。在此，相同的、类似的或起相同作用的元件在不同附图中设有相同的附图标记，并且部分地放弃对这些元件的重复描述，以便避免冗余。
42.在图1中示意地示出驱动装置及其在船1上的设置方式的示意视图。
43.驱动装置10包括具有轴14a的电驱动马达14和可容纳在船1的船身3中的容纳元件12，用于容纳轴14a。轴14a在设置在船身3之外的位置中可枢转地或可旋转地支承在容纳元件12中，以便以这种方式实现对船1的控制。
44.在示出的实例中，示意地示出容纳在船1中的电池20，所述电池为电驱动马达14供应能量。电导线24在此从电驱动马达14引导至容纳元件12的上端部。电导线24构成为螺旋导线，以便可简单地实现将电驱动马达14相对于容纳元件12旋转。
45.在容纳元件12的上端部处设有插头240，所述插头气密地用容纳元件12封闭。容纳元件12由此相对于船1的船身3的外侧完全防水地封闭。电池20可以经由相应的供应管路242连接于插头240，以便相应地可实现电驱动马达14的接触。
46.在此，容纳元件12和轴14a以这种方式构造，使得电导线24将电池20和电驱动马达14连接。
47.驱动装置10和尤其容纳元件12完全地设置在船1的结构吃水线kwl之下，使得经由此提供结构空间。这例如当驱动装置10应当在船1中使用，例如在帆船情况下在深处设置的驾驶舱下方使用时是特别重要的，所述帆船例如也朝向水位开放(offen)。
48.图2示出驱动装置10的细节局部。
49.容纳元件12具有第一部段120，所述第一部段设置在船1的船身3之内。容纳元件12具有第二部段122，所述第二部段设置在船身3之外。
50.轴14a在示出的实施例中完全地设置在第二部段122，即容纳元件14a的设置在船身3之外的部分中。轴14a的支承机构完全地位于第二部段122中，所述第二部段设置在船身3之外。
51.轴14a的位置和/或轴14a的支承机构的位置的设置方式例如也可以在驱动装置10本身处根据固定元件17的位置确定，所述固定元件设计用于将驱动装置10安装在船身3上。
52.根据示出的实例，轴14a基本上在轴14a的整个长度上容纳在容纳元件12中。由此可以保持船1中的容纳元件12的结构空间和结构高度小，因为轴14a不必伸入船身3内部。电驱动马达14的轴14a的安装然而仍然可以低扭地在船1上形成，使得在相应地确定尺寸的情况下不存在功能损失。
53.轴14a在此在容纳元件12中由至少两个轴承16可枢转地或可旋转地支承，使得通过枢转轴14a也实现电驱动马达14的枢转，所述枢转可以造成对船1的控制。
54.法兰14b在轴14a的上端部处设置，以便防止轴14a从轴承16中和从容纳元件12中滑出。
55.所有轴承16在此在设置在船身3之外的位置中设置在容纳元件12中，即设置在容纳元件12的第二部段122中。
56.具有驱动装置10的船1在此示出为具有用于为电驱动马达14供应能量的能量源20。在一个实例(未示出)中，能量源20附加地为电的伺服马达15供应能量。伺服马达15可以作用于设置在容纳元件12中的轴14a上，以便将电驱动马达14围绕由轴14a构成的旋转轴线旋转。由此可以使转向对于船的用户变得容易并且可以设置“线控转向”功能。
57.此外，根据图2在容纳元件12中设置有至少一个密封元件18，以便提供轴14a和容纳元件12之间的密封机构19并且减少或避免水进入容纳元件12中。
58.此外示例地示出，容纳元件12管状地，尤其以汉那加管形式构成，所述汉那加管优选可以完全地设置在结构吃水线之下并且所述汉那加管朝向船身3防水地封闭。
59.在一个实例中，容纳元件12基本上垂直于船身3的底部的包围容纳元件12的部分设置，其中容纳元件12的第一部段120设置在船身3之内，并且其中容纳元件12的第二部段122在船身3之外延伸。
60.容纳元件12可以借助于法兰17连接于船身3。容纳元件12的连接的其他可能性同样是可考虑的，例如将管状的容纳元件12与船身3的底部旋拧。
61.只要可应用，所有在实施例中示出的单个特征可以彼此组合和/或被替换，而不会脱离本发明的范围。
62.附图标记列表
[0063]1ꢀꢀꢀ
船
[0064]
10
ꢀꢀ
驱动装置
[0065]
12
ꢀꢀ
容纳元件
[0066]
14
ꢀꢀ
驱动马达
[0067]
14a 轴
[0068]
14b 法兰
[0069]
15
ꢀꢀ
伺服马达
[0070]
16
ꢀꢀ
轴承
[0071]
17
ꢀꢀ
法兰
[0072]
18
ꢀꢀ
密封元件
[0073]
19
ꢀꢀ
密封机构
[0074]
120 第一部段
[0075]
122 第二部段
[0076]
20
ꢀꢀ
能量源
[0077]
24
ꢀꢀ
电导线
[0078]
240 插头
[0079]
242 供应管路
[0080]3ꢀꢀꢀ
船身
[0081]
kwl 结构吃水线